问题 选择题

若函数f(x)=x2+ax+b有两个零点cosα,cosβ,其中α,β∈(0,π),那么在f(-1),f(1)两个函数值中(  )

A.只有一个小于1

B.至少有一个小于1

C.都小于1

D.可能都大于1

答案

∵函数f(x)=x2+ax+b有两个零点cosα,cosβ,∴cosα+cosβ=-a,cosα×cosβ=b.

∴f(1)=1+a+b=1-cosα-cosβ+cosα cosβ=(1-cosα)(1-cosβ),

f(-1)=1-a+b=1+cosα+cosβ+cosα cosβ=(1+cosα)(1+cosβ).

∵α,β∈(0,π),下面对α,β分以下三种情况讨论(不妨设α<β).

①当0<α<β≤

π
2
时,0≤cosβ<cosα<1,

∴1>1-cosα>0,1≥1-cosβ>0,1+cosα>1,1+cosβ≥1,

∴f(1)<1,f(-1)>1.

②当

π
2
≤α<β<π时,-1<cosβ<cosα≤0,

∴0<1+cosβ<1,0<1+cosα≤1,1-cosβ>1,1-cosα≥1,

∴f(1)>1,f(-1)<1.

③当0<α≤

π
2
<β<π时,-1<cosβ<0≤cosα<1,cosαcosβ≤0.

当cosα=0时,f(-1)=1+cosβ<1.

下面对cosαcosβ<0用反证法证明f(1)、f(-1)必有一个小于1.

假设f(1)≥1,f(-1)≥1,

则1-cosα-cosβ+cosα cosβ≥1,1+cosα+cosβ+cosα cosβ≥1,

∴cosαcosβ≥cosα+cosβ≥-cosαcosβ,

∴cosαcosβ≥0,

这与cosαcosβ<0矛盾,故f(1)与f(-1)中必有一个小于1.

对0<α<

π
2
≤β<π时,同理可得f(1)与f(-1)中必有一个小于1.

综上①②③可知:f(1)与f(-1)中必有一个小于1.

故选B.

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